一种滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法与流程

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法。

背景技术：

郑州矿区成煤地层受强烈的滑动构造影响后，煤的原生结构和构造已遭到严重破坏，煤层硬度系数普遍在0.1～0.3以下，煤层厚度在0～37.8m之间急剧变化，为典型的粉片状构造煤。由于该煤层强度低、易松散、易流变，巷道掘进过程中顶煤易漏冒、锚网支护实施极其困难。掘进迎头顶煤易漏冒问题成为滑动构造区极松软厚煤层煤巷中能否顺利和可靠实施锚网支护技术的重大难题。

目前，基于高强度、高刚度、高可靠性与低密度的现代化锚杆支护理念，高预应力强力锚杆支护技术在各类煤矿巷道中得到广泛应用，但针对滑动构造区煤体易散、易流变的条件，如何有效避免掘进迎头的漏冒、掘进迎头后方顶煤弱化的研究较少，导致极松软厚煤层煤巷锚网支护理论不完善，煤巷锚网支护难以顺利实施，该类煤巷一直是高强预应力锚网支护的禁区。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法，在巷道掘进过程中顶煤可能漏冒的区域，通过超前已完成锚网支护断面半个排距布置若干个结构补偿锚杆，实现结构补偿锚杆与已有锚杆之间的互补，强化锚网支护承载结构，解决掘进迎头顶煤易漏冒的难题，保证锚网支护顺利实施和矿井的安全生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法，包括以下步骤：

(1)巷道掘进时，沿巷道轴向，按照循环步距依次进行掘进和锚网支护；首先在已完成锚网支护断面前方，掘进半个锚杆排距后，在巷道顶板超前已完成锚网支护断面半个排距处钻打若干个结构补偿锚杆孔，并在该若干个结构补偿锚杆孔中安装预应力结构补偿锚杆；

(2)步骤(1)完成后，继续掘进半个锚杆排距；

(3)步骤(2)完成后，在巷道顶部按照预先设计的锚网支护方案施工正常的锚网支护，并实现预应力锚固；

(4)完成步骤(1)、(2)、(3)后，开展下一循环的施工，直至完成巷道掘进和锚网支护工作。

所述步骤(1)中，循环步距等于锚杆排距，为800mm。

所述步骤(1)中，预应力结构补偿锚杆的布置方法为：预应力结构补偿锚杆垂直顶板安装，要求预应力结构补偿锚杆与正常锚网支护断面的锚杆错开半个锚杆间排距；且已完成锚网支护断面中布置的锚杆间排距为800mm×800mm，每排预应力结构补偿锚杆个数n为：n＝n-1；式中：n为已完成锚网支护断面中顶板布置每排锚杆的个数。

所述步骤(1)中，在巷道顶板超前已完成支护断面半个排距钻打若干个结构补偿锚杆孔的步骤为：通过锚固剂锚固钻孔内的锚杆，在锚杆尾端安装锚杆托盘，然后对锚杆施加预紧力。

所述步骤(1)中，锚网支护断面的锚杆与预应力结构补偿锚杆的规格及其锚固方式一致：杆体直径为20mm，长度为2400mm，锚固剂均采用k2350和z2350各一根，且钻孔直径为28mm。

在所述步骤(1)中，安装预应力结构补偿锚杆时，对原有锚杆与预应力结构补偿锚杆均施加40kn的预紧力。

所述步骤(3)中的具体步骤为：在巷道顶部按照预先设计的锚网支护方案中的锚杆间排距进行锚杆孔的钻打，通过锚固剂锚固钻孔内的锚杆，在锚杆尾端铺设金属网片、安装钢筋梯子梁和锚杆托盘，并对锚杆施加预紧力。

所述步骤(3)中，金属网片采用经纬网，其网孔规格为60mm×60mm，钢筋梯子梁采用直径为14mm的圆钢加工而成，锚杆托盘直径为150mm，厚度为10mm。

有益效果：本发明的滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法，通过在巷道掘进迎头顶板超前半个锚杆排距布置结构补偿锚杆，能够有效预防滑动构造区极松散厚煤层中巷道掘进迎头顶煤的漏冒及掘进迎头后方顶煤的松弛和蠕变，有效解决了掘巷迎头顶煤易漏冒的技术难题，保证了锚网支护的顺利实施，提高了锚网支护施工的安全性。同时，实现了已有锚杆与结构补偿锚杆之间的互补，强化了托顶煤巷道锚网支护承载结构的稳定。其操作流程简单，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明一种滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法的示意图；

图2是巷道顶板支护展开图。

图中：1－已完成锚网支护断面中的锚杆，2－锚杆托盘，3－钢筋梯子梁，4－结构补偿锚杆，5－金属网片，6－巷道掘进工作面，7－巷道，8—已完成锚网支护断面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

名词解释：

循环步距：为循环掘进步距，是指在巷道掘进工作面推进方向上，前后两次掘进施工之间巷道所推进的距离。

锚杆排距：是指每两排锚杆之间的距离。

锚杆间距：是指同一排锚杆之间的距离。

锚杆间排距：是指每两排锚杆之间的距离及同一排锚杆之间的距离。

该实例是以郑州煤炭工业集团某矿回采巷道为例，煤层厚度7.2m，巷道高度为3.5m，宽度为5.0m。

如图1、图2所示，本发明的一种滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法，包括以下步骤：

(1)巷道7掘进时，沿巷道轴向，按照循环步距依次进行掘进和锚网支护；首先在已完成锚网支护断面8前方，掘进半个锚杆排距后，在巷道顶板超前已完成锚网支护断面8半个排距处钻打若干个结构补偿锚杆孔，并在该若干个结构补偿锚杆孔中安装预应力结构补偿锚杆4；

其中，循环步距等于锚杆排距，为800mm；

预应力结构补偿锚杆4的布置方法为：预应力结构补偿锚杆4垂直顶板安装，要求预应力结构补偿锚杆4与正常锚网支护断面的锚杆1错开半个锚杆间排距；且已完成锚网支护断面8中布置的锚杆间排距为800mm×800mm，每排预应力结构补偿锚杆4个数n为：n＝n-1；式中：n为已完成锚网支护断面8中顶板布置每排锚杆1的个数；

在巷道顶板超前已完成支护断面8半个排距钻打若干个结构补偿锚杆4的步骤为：通过锚固剂锚固钻孔内的预应力结构补偿锚杆4，在预应力结构补偿锚杆4尾端安装锚杆托盘，然后对预应力结构补偿锚杆4施加预紧力；

锚网支护断面的锚杆1与预应力结构补偿锚杆4的规格及其锚固方式一致：杆体直径为20mm，长度为2400mm，锚固剂均采用k2350和z2350各一根，且钻孔直径为28mm；

安装预应力结构补偿锚杆4时，对原有锚杆1与预应力结构补偿锚杆4均施加40kn的预紧力；

(2)步骤(1)完成后，继续掘进半个锚杆排距；

(3)步骤(2)完成后，在巷道顶部按照预先设计的锚网支护方案施工正常的锚网支护，并实现预应力锚固；

具体步骤为：在巷道顶部按照预先设计的锚网支护方案中的锚杆间排距进行锚杆孔的钻打，通过锚固剂锚固钻孔内的锚杆1，在锚杆1尾端铺设金属网片5、安装钢筋梯子梁3和锚杆托盘2，并对锚杆1施加预紧力；

其中，金属网片采用经纬网，其网孔规格为60mm×60mm，钢筋梯子梁采用直径为14mm的圆钢加工而成，锚杆托盘直径为150mm，厚度为10mm；

(4)完成步骤(1)、(2)、(3)后，开展下一循环的施工，直至完成巷道掘进和锚网支护工作。

本发明提供一种滑动构造区极松软厚煤层煤巷掘进迎头防顶煤漏冒方法，有效解决了掘巷迎头顶煤易漏冒的技术难题，保证了锚网支护的顺利实施，提高了锚网支护施工的安全性。同时，实现了已有锚杆与结构补偿锚杆之间的互补，强化了托顶煤巷道锚网支护承载结构的稳定性。其操作流程简单，易于推广应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。